Перевод нашей транспортной инфраструктуры на полностью электрическую модель является неотложной задачей. Тем не менее, это создает беспрецедентный спрос на нашу электрическую сеть. Просто для того, чтобы проехать 100 миль, среднестатистический электромобиль (EV) использует такое же количество электроэнергии что требуется для питания типичного дома в США в течение дня.
Согласно исследованию Министерства энергетики США (DOE), растущий спрос на подключаемые электромобили и многие другие технологии, требующие электричества, может увеличить нагрузку на наши электрические сети на 38% к 2050 году. Энергетические компании и правительство Агентства прилагают все усилия, чтобы удовлетворить этот спрос, но это непростая задача.
Но что, если электромобили могут стать частью решения этой проблемы? Именно в этом заключается идея технологии перехода от транспортного средства к сети, которая является важным компонентом нашего перехода к полностью электрическому транспортному сектору.
Технология Vehicle-to-grid, или V2G, — это интеллектуальная технология зарядки, которая позволяет автомобильным батареям возвращаться в электросеть. По сути, он рассматривает эти аккумуляторы большой емкости не только как инструменты для питания электромобилей, но и как резервные аккумуляторные батареи для электрической сети.
В этом типе установки используются двунаправленные зарядные станции для подачи и отвода энергии от подключенных транспортных средств в зависимости от спроса на электроэнергию в любой момент времени. Это часть более крупной инициативы, известной как интеграция транспортных средств и электросетей. Эта дополнительная энергия может быть использована для питания домов, зданий и всего, что связано с электросетью.
Хотя базовая концепция зарядки V2G звучит достаточно просто, для ее реализации требуется сложный набор интеллектуальных технологий. Зарядные станции должны быть оснащены программным обеспечением, которое обменивается данными с центральной сетью для оценки общей потребности системы в любой момент времени.
Это программное обеспечение основано на простой технологии, которая существует уже некоторое время — подумайте об энергетических компаниях, которые годами предлагают непиковые тарифы на использование. Но технология V2G выходит за рамки простой оценки пикового спроса и поощрения потребления в непиковые часы, а фактически получает дополнительную энергию от подключенных автомобилей, когда это необходимо.
Pecan Street, исследовательская организация по электрификации транспорта и V2G, которая работает с энергетическими компаниями над внедрением этой технологии, подсчитала, что один подключаемый электромобиль может питать один дом в течение двух-пяти часов или пять домов в течение примерно часа. Все, что для этого нужно, — это технология V2G.
Внедрение технологии «автомобиль-сеть» дает много преимуществ, но давайте рассмотрим три наиболее важных из них.
Хотя повышенный спрос на электроэнергию, создаваемый электромобилями, является проблемой, реальная проблема заключается в том, как этот спрос меняется в течение дня. Если большинство водителей электромобилей подключены к сети в рабочее время — в то же время, когда потребность в энергии для отопления и охлаждения, бизнес-потребностей и т. д. наиболее высока — система может легко перегрузиться.
Как упоминалось ранее, одним из решений этой проблемы для энергетических компаний было стимулирование потребителей более низкими тарифами на использование электроэнергии в непиковое время. Это уравновешивает спрос и снижает нагрузку на систему. Однако с помощью технологии V2G компании могут расширить свои возможности для удовлетворения пикового спроса.
Эта расширенная двунаправленная сеть предлагает более эффективную модель распределения электроэнергии. Например, одно исследование показало, что без какой-либо инфраструктуры V2G внедрение 1 миллиона электромобилей в регионе Гуанчжоу в Китае сократит разницу между временем пиковой и минимальной нагрузки на 43%. При использовании V2G это сокращение увеличится до 50%.
Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, играют решающую роль в устойчивой экономике. Однако эти источники непоследовательны и непостоянны. Эффективная энергосистема должна иметь возможность получать от них энергию, когда она доступна, и сохранять ее для распределения, когда это необходимо.
В то время как существующие системы могут накапливать возобновляемую энергию по мере ее поступления, всплеск энергии — скажем, сильный ветер — может означать, что емкость системы хранения достигает максимума, что приводит к потере ценной энергии. Расширенное хранилище за счет подключенных аккумуляторов электромобилей обеспечивает больше места для хранения этой ценной энергии.
Все вышеперечисленные преимущества приводят к еще одному:стабильности затрат. Большая часть волатильности цен на коммунальные услуги сводится к простому спросу и предложению. Чем больше нагрузка на систему, тем выше затраты. Когда энергоснабжение лучше сбалансировано и удовлетворяет спрос, это обеспечивает стабильность цен.
Например, одно тематическое исследование показало, что одно зарядное устройство V2G потенциально может сэкономить компании, установившей его, до 1900 долларов в год на счетах за коммунальные услуги. Управление энергетики штата Колорадо подсчитало, что при использовании системы V2G каждый электромобиль принесет 600 долларов США в виде льгот для плательщиков коммунальных платежей.
Несмотря на эти преимущества, предстоит пройти долгий путь, прежде чем у нас будет надежная двунаправленная инфраструктура зарядки электромобилей. Большинство существующих транспортных средств и зарядных станций являются однонаправленными, поэтому их переоборудование потребует значительных инвестиций.
Также нет последовательного набора правил для интеграции транспортных средств и сети — в каждом штате есть свой набор правил или их отсутствие. Это затрудняет общенациональное развертывание такой технологии. Кроме того, у домашних и корпоративных клиентов отсутствуют четкие стимулы для перехода на более интеллектуальные системы зарядки.
Для эффективного перехода к действительно интегрированной транспортно-сетевой системе устранение этих препятствий должно быть главным приоритетом.
Электромобили и зарядные станции для электромобилей уже приносят значительную отдачу от инвестиций для потребителей, предприятий и экономики в целом. Технология «автомобиль-сеть» выводит эти инвестиции и их потенциальную окупаемость на новый уровень. Его реализация имеет решающее значение для ускорения перехода на электромобили в глобальном масштабе.
Как работает технология Vehicle to Grid (V2G)?
Что такое генератор переменного тока и как он работает?
Что такое глушитель и как он работает?
Что такое радиатор в автомобиле и как он работает?
Что такое соленоид коробки передач и как он работает?